(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像投影用の光源部と光変調装置と投影レンズを使用して画像投影機能を持たせた携帯電話機において、メイン表示パネルを有する第１筐体と操作パネルを有する第２筐体とがヒンジを介して折り畳み式に開閉可能であり、前記光源部は前記ヒンジ近傍に搭載され、それぞれ発光波長の異なる３種類の発光素子を一つのパッケージ内部に配置したＬＥＤと、該ＬＥＤの出射する光を平行光に集光する集光素子とを有し、前記光変調装置と前記投影レンズは前記第１筐体の前記メイン表示パネルの面と対向する反対側の面に搭載されて、該搭載位置が前記第１筐体の外部に向かって変動可能で、前記光変調装置の受光面が前記光源部からの光軸と垂直の方向に固定でき、前記投影レンズの光軸が前記光源部からの光軸と同一線上となる位置に固定でき、前記光源部の前記ＬＥＤの異なる発光波長の発光素子が順次点灯し、順次点灯する前記ＬＥＤに同期して前記光変調装置が動作することにより多色の画像を投影し、前記第１筐体と第２筐体とを開いた状態で投影を行うことを特徴とする携帯電話機。
【請求項２】
画像投影用の光源部と光変調装置と投影レンズを使用して画像投影機能を持たせた携帯電話機において、メイン表示パネルを有する第１筐体と操作パネルを有する第２筐体とがヒンジを介して折り畳み式に開閉可能であり、前記光源部は前記ヒンジ近傍に搭載され、それぞれ発光波長の異なる３種類の発光素子を一つのパッケージ内部に配置したＬＥＤと、該ＬＥＤの出射する光を平行光に集光する集光素子とを有し、前記光変調装置と前記投影レンズは前記第１筐体の前記メイン表示パネルの面と対向する反対側の面に搭載されて、前記光変調装置は前記第１筐体の外部に向かって変動可能で、前記光変調装置の受光面が前記光源部からの光軸と垂直の方向に固定でき、前記投影レンズは前記第１筐体と着脱可能で、該投影レンズの光軸が前記光源部からの光軸と同一線上となる位置に固定でき、前記光源部の前記ＬＥＤの異なる発光波長の発光素子が順次点灯し、順次点灯する前記ＬＥＤに同期して前記光変調装置が動作することにより多色の画像を投影し、前記第１筐体と第２筐体とを開いた状態で投影を行うことを特徴とする携帯電話機。
【請求項３】
前記光源部は、前記集光素子の光を偏光変換して透過させる偏光変換素子を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯電話機。
【請求項４】
前記ＬＥＤは赤色領域の発光波長を有する発光素子と、緑色領域の発光波長を有する発光素子と、青色領域の発光波長を有する発光素子を一つのパッケージ内部に配置したＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の携帯電話機。
【請求項５】
前記集光素子は前記ＬＥＤから出射する光を平行光に集光する集光レンズであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の携帯電話機。
【請求項６】
前記集光レンズはフレネルレンズであることを特徴とする請求項５に記載の携帯電話機。
【請求項７】
前記光変調装置は透過型液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の携帯電話機。
【請求項８】
前記光変調装置は前記第１筐体の前記メイン表示パネルの面と対向する反対側の面に搭載されたサブ表示パネルであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の携帯電話機。
【請求項９】
前記第２筐体の前記操作パネルを有する面と対向する反対側の面側に携帯電話機用充電器が前記第２筐体と着脱可能に取付けできることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機に関し、特に、画像投影機能を持った携帯電話機に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、携帯電話機においては様々な機能を持った携帯電話機が普及してきている。また、携帯電話機に画像投影（プロジェクター）機能を持たせる技術開発も進められてきている。その様な中にあって、携帯電話機に画像投影機能を持たせた技術の一つとして、下記の特許文献１に開示された技術を見ることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１７８７１号公報
【０００４】
図１６は上記特許文献１に示された携帯電話機の画像投影機構を示したものである。特許文献１に記載された携帯電話機１０は、図１６に示されるように、投影動作を行うときは、本体ケース１０ａの表面に回転軸１４を介して回動可能に配設された光透過型液晶ディスプレイー１２を立ち上げ、また、本体ケース１０ａ内に回転軸１８とアーム２０を介して回動可能に配設された光源ランプ１６を立ち上げて画像を投影する機構を取っている。そして、投影動作を行うときは、光源ランプ１６の光度は制御部により切り換えて光度を強くし、光透過型液晶パネル１２に表示された画像をスクリーン１上に映し出すものになっている。また、光透過型液晶ディスプレイー１２には反転表示手段が設けられており、通常時の表示画像を裏返しに反転した画像やデータなどが表示されるようになっている。
【０００５】
また、投影動作を行わないときは、光透過型液晶ディスプレイー１２は拡散板２４と共に折り畳んで本体ケース１０ａの表面に戻し、また、光源ランプ１６も折り畳んで本体ケース１０ａ内に収納するものとなっている。そして、光源ランプ１６は光透過型液晶ディスプレイー１２のバックライトとして利用している。
【０００６】
特許文献１によれば、この様な構成をなすことにより、投影レンズなどを必要としないので部品増によるコストアップや複雑化、大型化などを防止することができるとされている。また、光透過型液晶ディスプレイー１２及び光源ランプ１６は立ち上げ時の回転角度は任意に決めることができるので、画像やデータなどを投影するスクリーン１の位置や角度に合わせて投影角度を自由に可変調整できるとされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記に示された投影機構にあっては次の様な問題を有する。第１の問題として、投影レンズを用いていないため、投影される画像は光透過型液晶ディスプレイー１２に近接したスクリーンでしか像が鮮明に写らない。即ち、光透過型液晶ディスプレイー１２から離れた位置でのスクリーンに画像を投影しようとした場合、光源からの光は光透過型液晶ディスプレイー１２を透過した後、回折及び拡散の影響により画像がぼやけてしまい、視認するに充分なはっきりとした投影画像が得られない。
【０００８】
次に、第２の問題として、カラーフィルターを設けた光透過型液晶ディスプレイーを用いてカラーの投影画像を得ようとしても、カラーフィルターの光透過率が低いため光源ランプ１６の光度を強くしてもなかなか綺麗なカラーの投影画像が得られない。また、上記した第１の問題と重なり合ってカラー画像がぼやけてしまう。
【０００９】
第３の問題として、光源ランプ１６の光の利用効率は悪くなる。携帯電話機の比較的大きさの大きい表示パネルを光透過型液晶ディスプレイーで構成し、そして、光透過型液晶ディスプレイー１２の表示画像を投影するには光源ランプ１６の光を光透過型液晶ディスプレイー１２の画像表示領域より広い領域に広角的に照射する必要がある。このために、光の分散や拡散などで投影に寄与しない光が現れて光の利用率は低下し、光の利用効率は悪くなる。
【００１０】
また、第４の問題として、光源ランプ１６の光度を強くすると電気消費量も多くなり、携帯電話機のバッテリーの持ちも短くなる。従って、短時間の投影作業は可能としても長い時間の投影作業には支障が現れる。
【００１１】
また、第５の問題として、投影動作をしているときに操作パネルでの操作がしづらいと云う問題がある。光源ランプ１６はアーム２０を介して立ち上げているために、指先で操作パネルのパネル操作を行うときにアーム２０に触れぬように操作しなければならないために操作がしづらくなる。また、指先でのパネル操作中に指先が投影光線を遮断するようなことが起き易くなって投影画像に影響を与える。
【００１２】
本発明の目的は、上記の課題に鑑みて成されたもので、画像投影機能を有する携帯電話機において、小型で部品点数の少ない構成で画像投影機構を実現し、視認できる明るさのカラー画像を投影出来るようにすること、また、少ない消費電力で画像投影機構が駆動できるようにすること、そして、操作性の良い画像投影機構の構造を作り出すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項１に記載の携帯電話機の特徴は、画像投影用の光源部と光変調装置と投影レンズを使用して画像投影機能を持たせた携帯電話機において、メイン表示パネルを有する第１筐体と操作パネルを有する第２筐体とがヒンジを介して折り畳み式に開閉可能であり、前記光源部は前記ヒンジ近傍に搭載され、それぞれ発光波長の異なる３種類の発光素子を一つのパッケージ内部に配置したＬＥＤと、該ＬＥＤの出射する光を平行光に集光する集光素子とを有し、前記光変調装置と前記投影レンズは前記第１筐体の前記メイン表示パネルの面と対向する反対側の面に搭載されて、該搭載位置が前記第１筐体の外部に向かって変動可能で、前記光変調装置の受光面が前記光源部からの光軸と垂直の方向に固定でき、前記投影レンズの光軸が前記光源部からの光軸と同一線上となる位置に固定でき、前記光源部の前記ＬＥＤの異なる発光波長の発光素子が順次点灯し、順次点灯する前記ＬＥＤに同期して前記光変調装置が動作することにより多色の画像を投影し、前記第１筐体と第２筐体とを開いた状態で投影を行うことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項２に記載の携帯電話機の特徴は、画像投影用の光源部と光変調装置と投影レンズを使用して画像投影機能を持たせた携帯電話機において、メイン表示パネルを有する第１筐体と操作パネルを有する第２筐体とがヒンジを介して折り畳み式に開閉可能であり、前記光源部は前記ヒンジ近傍に搭載され、それぞれ発光波長の異なる３種類の発光素子を一つのパッケージ内部に配置したＬＥＤと、該ＬＥＤの出射する光を平行光に集光する集光素子とを有し、前記光変調装置と前記投影レンズは前記第１筐体の前記メイン表示パネルの面と対向する反対側の面に搭載されて、前記光変調装置は前記第１筐体の外部に向かって変動可能で、前記光変調装置の受光面が前記光源部からの光軸と垂直の方向に固定でき、前記投影レンズは前記第１筐体と着脱可能で、該投影レンズの光軸が前記光源部からの光軸と同一線上となる位置に固定でき、前記光源部の前記ＬＥＤの異なる発光波長の発光素子が順次点灯し、順次点灯する前記ＬＥＤに同期して前記光変調装置が動作することにより多色の画像を投影し、前記第１筐体と第２筐体とを開いた状態で投影を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項３に記載の携帯電話機の特徴は、前記光源部は、前記集光素子の光を偏光変換して透過させる偏光変換素子を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の請求項４に記載の携帯電話機の特徴は、前記ＬＥＤは赤色領域の発光波長を有する発光素子と、緑色領域の発光波長を有する発光素子と、青色領域の発光波長を有する発光素子を一つのパッケージ内部に配置したＬＥＤであることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の請求項５に記載の携帯電話機の特徴は、前記集光素子は前記ＬＥＤから出射する光を平行光に集光する集光レンズであることを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明の請求項６に記載の携帯電話機の特徴は、前記集光レンズはフレネルレンズであることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明の請求項７に記載の携帯電話機の特徴は、前記光変調装置は透過型液晶表示パネルであることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明の請求項８に記載の携帯電話機の特徴は、前記光変調装置は前記第１筐体の前記メイン表示パネルの面と対向する反対側の面に搭載されたサブ表示パネルであることを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の請求項９に記載の携帯電話機の特徴は、前記第２筐体の前記操作パネルを有する面と対向する反対側の面側に携帯電話機用充電器が前記第２筐体と着脱可能に取付けできることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば以下の発明効果が得られる。画像投影用の光源部をそれぞれ発光波長の異なる３種類の発光素子を一つのパッケージ内部に配置したＬＥＤと該ＬＥＤの出射する光を集光する集光素子とで構成する。本発明の光源部は１個のＬＥＤを使用し、そのＬＥＤは発光波長がそれぞれ異なる３種類の発光素子を設けたもので構成している。従って、３種類の発光素子をそれぞれ単独で発光させれば発光色の異なる３種類の発光色が得られる。３種類の発光色が１個のＬＥＤから得られることから光源部を小型に纏めることができる。そして、ＬＥＤは小型で明るく、且つ、駆動電力が少ない特性を有することから携帯電話機における投影の光源部として好適に利用できる。また、集光素子を設けることで、１個のＬＥＤからの出射光を集光して利用する。ＬＥＤの光を集光して利用することで光の利用効率を高めている。そして、光を効果的に利用して投影画像の明るさを高め、充分に視認できる投影画像を得る。
【００２４】
また、本発明においては、ＬＥＤの異なる発光波長の発光素子が順次点灯し、この順次点灯するＬＥＤに同期して光変調装置が動作する。光変調装置は光変調を起こさせることで画像を形成する。そして、ＬＥＤの点灯と光変調装置の光変調とを同期させることでそこに形成される画像にＬＥＤの発光色を利用してのカラー画像を出現している。即ち、フィールドシーケンシャルカラー方式を適用しての多色のカラー画像を得る構成をなしている。このフィールドシーケンシャルカラー方式によって得られたカラーの投影画像は明るい画像が得られる。
【００２５】
またここで、３種類の発光素子は、赤色領域の発光波長を有する発光素子と、緑色領域の発光波長を有する発光素子と、青色領域の発光波長を有する発光素子で構成する。この赤色領域、緑色領域、青色領域の発光色は通称Ｒ、Ｇ、Ｂと云われる三原色の色で、この３つの発光素子の発光色を同時に発光させると白色領域の発光色が得られる。また、このＲ、Ｇ、Ｂの発光色を用いることにより、フルカラーの投影画像を得ることができる。
【００２６】
また、本発明においては、光変調装置を透過型液晶表示パネルでもって構成する。液晶表示パネルは低い電圧で駆動できるので電力消費が少なくて済み、携帯電話機の中で長時間の駆動ができる。また、液晶表示パネルは厚みが薄いので携帯性を損なうことなく携帯電話機へ配設することが可能となり、コンパクトに纏めた投影機構を実現することができる。また、液晶表示パネルを透過型の液晶表示パネル仕様にすることによって、高い光透過率が得られると共に、前述したフィールドシーケンシャルカラー方式の下で充分に視認できる明るさの多色のカラー投影画像が得られる。
【００２７】
また、本発明の画像投影用の光源部をそれぞれ発光波長の異なる３種類の発光素子を一つのパッケージ内部に配置したＬＥＤと該ＬＥＤの出射する光を集光する集光素子と集光素子の光を偏光変換して透過させる偏光変換素子とで構成する。ＬＥＤから発する光はＰ偏光成分（Ｐ波）やＳ偏光成分（Ｓ波）など様々な偏光成分を持った光であること、また、光変調装置である透過型液晶表示パネルへ入射できる偏光成分は一方向の振動方向成分だけであることから、透過型液晶表示パネルの前方にある光源部に偏光変換素子を配設して、例えば、ＬＥＤから出射されるＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光の内、Ｐ偏光成分の光を偏光変換素子を介してＳ偏光成分の光に変換してＳ偏光成分の光として出射させ、Ｓ偏光成分の光はそのまま出射させ、全てＳ偏光成分の光にして透過型液晶表示パネルに入射するようにする。このようにすることによって、光の利用効率は倍に高められる。
【００２８】
また、本発明においては、偏光変換素子は偏光ビームスプリッターと位相差板とで構成するが、この偏光変換素子は光源部の中にあって集光素子の後方（後部）に配設する。また、本発明においては、集光素子はＬＥＤから出射する光を略平行光に集光する集光レンズで構成する。集光レンズでＬＥＤの光を略平行光に光路変換し、その平行光を偏光ビームスプリッターなる偏光変換素子に入射するようにすると偏光ビームスプリッターでの損失する光の量を最小限に抑えることができる。また、集光レンズで略平行光になった光は偏光変換素子を通過した後も略平行光を維持して光変調装置なる透過型液晶表示パネルに入射する。そして、透過型液晶表示パネルからは投影画像光が出射して投影レンズに入射する。透過型液晶表示パネルに入射する光が略平行光であると透過型液晶表示パネルから出射する投影画像光線は分散光が少なくなり投影レンズの径の大きさを小さくすることが可能となり、最小限の大きさで済ますことができるようになる。そして、携帯性を損なわずに投影レンズを携帯電話機に搭載することが可能になる。
【００２９】
また、集光素子である集光レンズはフレネルレンズを用いる。フレネルレンズにはシート状のものがあり、このシート状のフレネルレンズを用いることにより光源部を小型に纏め上げることができ、携帯性を損なうことなく携帯電話機に搭載することができる。
【００３０】
また、本発明においては、メイン表示パネルを有する第１筐体と操作パネルを有する第２筐体とをヒンジを介して折り畳み式に開閉可能に形成した携帯電話機にあっては、光源部はヒンジ近傍の第２筐体の側面側に搭載し、光変調装置と投影レンズは第１筐体のメイン表示パネルの面と対向する反対側の面に搭載する。そして、光変調装置と投影レンズは第１筐体の外部に向かって変動可能にし、光変調装置の受光面が前記光源部からの光軸と略垂直の方向に固定でき、前記投影レンズの光軸が前記光源部からの光軸と略同一線上となる位置に固定できるようにしている。
【００３１】
光源部は上記したように小型に纏め上げることが可能となるので、ヒンジの近傍の第２筐体の側面側の所に、第１筐体と第２筐体との開閉に支障を及ぼさない状態で搭載することができる。また、光変調装置なる透過型液晶表示パネルと投影レンズを第１筐体のメイン表示パネルの面と対向する反対側の面に外部に向かって変動可能に、即ち、折り畳み可能に搭載して、画像投影動作を行うときは透過型液晶表示パネルと投影レンズを外方に向かって立ち上げ、第１筐体と第２筐体を開く（開脚）と光源部と透過型液晶表示パネルと投影レンズを一直線上に配列できる。そして、透過型液晶表示パネルの受光面を光源部からの光軸と略垂直になる方向に配置することができる。また、投影レンズの光軸を光源部からの光軸と略同一線上となる位置に配置することができる。本発明においては、光源部から照射される略平行光を用いて透過型液晶表示パネルの表示画像を投影する。平行光を用いていることから透過型液晶表示パネルは光源部の光軸延長上にあれば良く、特にその光軸延長上の位置には制約を受けない。従って、透過型液晶表示パネルは、光源部の光軸延長上にあって第１筐体の任意の位置に搭載できるという自由度を有する。そして、透過型液晶表示パネルの受光面を光源部からの光軸と略垂直になる方向に配置されると、透過型液晶表示パネルから出射される画像光線の変調のバラツキが小さく抑えられて透過型液晶表示パネルの画像形状と同じ形状をなす画像出射光が得られる。また、投影レンズの光軸を光源部からの光軸と略同一線上となる位置に配置されると、投影画像にゆがみなどが発生せず、透過型液晶表示パネルの表示画像と同じ形状の投影画像をスクリーン上に拡大して映し出すことができる。
【００３２】
また、画像投影動作は第１筐体と第２筐体を開いた（開脚）状態で行うが、第１筐体と第２筐体を開くと第１筐体側ではメイン表示パネルが表側にきてメイン表示パネルが見え、第２筐体側では操作パネルが表側にきて操作パネルが見える。このため、操作パネルの操作は自由にできることから、操作パネルを自由に操作して投影動作を行うことができる。また、透過型液晶表示パネルの表示画像とメイン表示パネルの表示画像を同じ画像にしておけばメイン表示パネルの画像を見ながら操作パネルのパネル操作を行うことができる。従って、投影動作を行う上で操作性は良い。また、投影画像にも何ら影響を及ぼさない。
【００３３】
また、透過型液晶表示パネルと投影レンズは折り畳み式になっているので、投影動作を行わないときは折り畳んで第１筐体に収納しておくと通常の携帯電話機と殆ど形状は変わらない。また、第１筐体と第２筐体を折り畳む（閉脚）と携帯性には殆ど支障がない。
【００３４】
また、本発明においては、投影レンズは第１筐体に着脱可能に取付けることができる。投影画像を大きくして画面全体に鮮明な画像を得るためには高性能の投影レンズが必要とされる。このような投影レンズはレンズの大きさも大きくなり、また、複数のレンズを組み合わせて使用する場合も出てくる。そして、このような投影レンズを使用する場合は携帯電話機へのレンズ収納は難しくなるので、着脱容易な取付け構造を取る。投影動作を行うときは第１筐体に取付けて使用し、投影動作を行わないときは取り外しておけば良い。このような構造を取ることにより携帯電話機の携帯性には影響を及ぼさない。
【００３５】
また、本発明においては、光変調装置をなす透過型液晶表示パネルに第１筐体に配設されているサブ表示パネルを使用する。サブ表示パネルを透過型液晶表示パネルの仕様に形成し、搭載位置を外側に向かって変動可能な構造にして用いる。このように、既に設けられているサブ表示パネルを画像投影用のパネルと兼用する構成をなすと新たに部品を設ける必要もなく、製造コストの低減効果を得る。
【００３６】
また、本発明においては、携帯電話機用充電器が第２筐体の操作パネルを有する面の反対側の面側に着脱可能に取付けられるようになっている。携帯電話機用充電器から携帯電話機に電力を供給することにより、ＬＥＤの長時間点灯が可能となり、長時間の投影が行える。会議用のプロジェクターとして、或いはまた、ホームプロジェクターとして活用することができる。また、第２筐体の操作パネルを有する面の反対側の面側に携帯電話機用充電器を取付けるようにすると、操作パネルの操作には支障を及ぼさず、また、投影にも支障を与えない。また、片手で保持することも可能であるので操作パネルの操作を行いながら投影作業を行うことも可能になる。
【００３７】
以上それぞれの効果について詳細に説明したが、本発明によれば、ＬＥＤと集光素子からなる光源部、或いは、ＬＥＤと集光素子と偏光変換素子からなる光源部と、透過型液晶表示パネルからなる光変調装置と、投影レンズの数限られた構成部品でもって携帯電話機に投影機能を持たせることができる。構成部品点数が少ないことからコスト的にも安くできると共に小型にコンパクトな様態に纏めることができて、その携帯性には殆ど支障を及ぼさない。また、カラーによる投影画像が得られ、しかも、鮮明に視認できる明るさの画像が得られる。また、投影作業の操作性にも問題のない構造をなしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（第１実施形態）以下、本発明を実施するための最良の形態を図を用いながら説明する。最初に、第１実施形態に係る携帯電話機の投影機構について図１〜図３を用いて説明する。ここで、図１は第１実施形態に係る携帯電話機の画像投影機構を模式的に示した構成図、図２はＬＥＤの一般的な発光強度指向特性を示した特性図を示している。また、図３は図１に示す光変調装置である透過型液晶表示パネルの要部断面図を示している。
【００３９】
図１において、３０は光源部を示していて、この光源部３０はＬＥＤ３１と集光素子３２から構成している。ＬＥＤ３１はそれぞれ発光波長の異なる３種類の発光素子を１つのパッケージ内に配設したものからなっている。また、図示はしていないが、この３種類の発光素子は、第１実施形態においては、赤色領域の発光波長を有する発光素子（以降、発光素子Ｒと呼称する）と、緑色領域の発光波長を有する発光素子（以降、発光素子Ｇと呼称する）と、青色領域の発光波長を有する発光素子（以降、発光素子Ｂと呼称する）からなっており、発光素子Ｒが点灯すると赤色発光色が現れ、発光素子Ｇが点灯すると緑色、発光素子Ｂが点灯すると青色の発光色が現れる。このＲ、Ｇ、Ｂの発光素子は同時には点灯せず、Ｒ→Ｇ→Ｂの順で、それぞれ５ｍｓを下回るスピードで順次点灯し、Ｒ→Ｇ→Ｂを１サイクルとして繰り返し点灯するようになっている。
【００４０】
集光素子３２はＬＥＤ３１から出射される光を略平行光に集光する集光レンズでもって構成している。図１に示すように、ＬＥＤ３１から出射した光は、集光レンズによって略平行な平行光（図１においては、平行光Ｐ１、Ｐ２のみを示している）が集光レンズから出射する。ここでの集光レンズは、光の利用効率を高める目的で用いているので、その用途からして画像を投影結像する投影レンズに比較して表面粗さなどの精度は良くなくても機能が達せられる。また、平行光の平行性を精度良く集光しようとするとレンズを複数個用いることも必要とされて光源部３０の構造が大型化してしまう。本発明においては、概ね平行な光線が得られればその目的を達成するので略平行光と表現している。尚、第１実施形態においては集光レンズに凸型のレンズを用いているが、フレネルレンズを用いることも可能で、シート状のフレネルレンズを用いると光源部３０の更なる小型化も可能になる。
【００４１】
ＬＥＤ３１は図２に示すように発光強度指向特性を持っている。図２において、Ａが発光点を示しており、Ａ−０°のラインが中心の光軸を示している。そして、光軸から１０°隔たりをなした領域内に２４．０％の発光強度が分布していることを示している。また、図２から、光軸から６０°の領域範囲に９６％以上の発光強度が分布していることが分かる。第１実施形態においては、光軸から６０°以上の範囲の光を集光素子３２に入射するようにして、ＬＥＤ３１の発光強度の９６％以上を利用する構成をなしている。
【００４２】
集光レンズの面積的な大きさは後述する光変調装置の大きさとも関係してくるが、光変調装置から得られる表示画像の面積や解像度、並びに、携帯性などを考慮して適宜に設定するのが好ましい。第１実施形態における集光レンズの大きさは、携帯性を損なわない範囲で、且つ、光変調装置の表示画像に満足する解像度が得られる範囲で小型化を図っている。
【００４３】
本実施形態においては、ＬＥＤ３１を用いての発光駆動を行っているので低電圧駆動ができ、消費電力が少ないので長い時間の投影動作が行える。また、上記した如く、光源部３０をＬＥＤ３１と集光素子３２なる集光レンズで構成することにより高い光利用効率が得られて明るい（光強度の強い）投影画像を得ることができる。そして、ＬＥＤ３１はＲ、Ｇ、Ｂの発光素子を持っているので１個のＬＥＤでもつて３種類の発光色が得られる。そして、１個のＬＥＤ３１と１個の集光素子３２で光源部３０を纏めることができるので、光源部３０が小型でコンパクトに纏められ、携帯性を損ねることなく携帯電話機に搭載できる。
【００４４】
図１において、３６は前述した光変調装置である。この光変調装置３６は光の変調を利用して画像を表示する。第１実施形態での光変調装置３６は透過型液晶表示パネルで構成している。また、３７は投影レンズである。
【００４５】
ここで、光変調装置３６である透過型液晶表示パネルは、第１実施形態においては、図３に示す構成をなす。図３において、透過型液晶表示パネルは上基板４１Ａと下基板４１Ｂとを数μｍ（４〜５μｍ）の隙間を持たせて対向して配置し、その隙間の中に液晶４６を封止材４７を介して封入し、上下基板４１Ａ、４１Ｂの上下面に偏光板４５ａ、４５ｂを設けた構成をなしている。また、上基板４１Ａは透明なガラスなどからなる透明基板４２ａにＩＴＯ膜からなる透明な対向電極４３ａと、この対向電極４３ａ上に設けた配向膜４４ａから構成している。また、下基板４１Ｂも、上基板４１Ａと同様に、透明なガラスなどからなる透明基板４２ｂにＩＴＯ膜からなる透明な画素電極４３ｂと、この画素電極４３ｂ上に設けた配向膜４４ｂから構成している。ここで、下基板４１Ｂの画素電極４３ｂは矩形形状でもってマトリックス状に複数設けられていて、それぞれの画素電極４３ｂにはＴＦＴ素子（薄膜トランジスター）を設けた構成をなしている。即ち、この透過型液晶表示パネルはＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリックス型の液晶表示パネルをなしている。このＴＦＴ素子の設けられた画素電極４３ｂが１つの画素を形成し、その画素が複数集まって画像が形成されるようになっている。
【００４６】
ここでの液晶４６はＳＴＮ液晶や強誘電液晶、あるいは、粘度の低いＴＮ液晶などが用いられる。電圧無印加状態では透過光を遮断し、電圧印加状態で透明になり光が透過する。ＳＴＮ液晶では、このようにノーマリブラックとするが、ＴＦＴパネルでは、この逆の電圧無印加状態では光を透過し、電圧印加時光の透過を遮断するように液晶を動作させるところのノーマリホワイトが用いられている。
【００４７】
ここで、透過型液晶表示パネルのそれぞれの画素電極４３ｂの駆動はＬＥＤ３１の３種類の発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂの発光駆動と同期して駆動する。例えば、発光素子Ｒが点灯しているときは赤色成分の画素電極４３ｂが動作して液晶４６が透明状態になり発光素子Ｒの赤色光が透過する。同様に、発光素子Ｇが点灯しているときは緑色成分の画素電極４３ｂが動作して液晶４６が透明状態になり発光素子Ｇの緑色光が透過し、発光素子Ｂが点灯しているときは青色成分の画素電極４３ｂが動作して液晶４６が透明状態になり発光素子Ｂの青色光が透過する。発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂの点灯はそれぞれ５ｍｓを下回るスピードでの点灯が行われ、Ｒ→Ｇ→Ｂの順で順次繰り返し点灯することで時間的に混色を行い、多色のカラー表示画像を得る。そして、本実施形態においては、透過型液晶表示パネルから得られたカラーの画像を投影することでカラーの投影画像を得る。このように、フィールドシーケンシャルカラー方式での画像投影を行うことにより明るい画像の投影画像を得ることができる。カラーフィルターを用いた液晶表示パネルでのカラー投影画像と比べると数倍の明るさのカラー投影画像が得られる。しかも、カラー色に鮮やかさが現れる。
【００４８】
また、透過型液晶表示パネルは低い電圧で駆動できるので消費電力は少なくて済む。携帯電話機のバッテリーで充分駆動する。
【００４９】
図１において、光変調装置３６である透過型液晶表示パネルは、その受光面が光源部３０からの光の光軸Ｑ（図１において、光軸Ｑを一点鎖線で示している）に対して略垂直になる位置に配設するのが好ましい。そして、透過型液晶表示パネルの画像表示全域が光源部３０からの略平行光が入射するように配置する。受光面を光軸Ｑと略垂直に配置することにより、透過型液晶表示パネルでの光の変調のバラツキを小さく抑えられて透過型液晶表示パネルからの出射光分散が小さく抑えられる。透過型液晶表示パネルの受光面に入射した平行光は透過型液晶表示パネルの出射面からは分散の少ない平行光に近い光が出射される。そして、このことによって、透過型液晶表示パネルからの出射光からは透過型液晶表示パネルの表示画像と同じ形状をなす画像の投影出射光が得られる。また、透過型液晶表示パネルの後方に配設する投影レンズ３７はその大きさを小さいものにすることができる。また、透過型液晶表示パネルの光源部３０からの距離は平行光を利用しているので特にその距離を制限するものではなく、携帯電話機の構造などに応じて配置位置を適宜に選択して搭載することが可能である。
【００５０】
また、投影レンズ３７はその光軸を光源部３０からの光軸Ｑと略同一線上に配設するのが好ましい。このようにすると、投影画像にゆがみなどが現れず、透過型液晶表示パネルの表示画像と同じ形状をなす拡大した投影画像が得られる。また、投影レンズ３７は投影光線に平行光を用いることでその大きさを小さくすることができ、投影レンズ３７を小型にすることができて、携帯電話機に搭載することも可能になる。
【００５１】
図１において、３８がスクリーンで、３９がスクリーン３８上に映し出された投影画像を示している。光源部３０において、ＬＥＤ３１から出射した光は集光レンズなる集光素子３２によって略平行光に変換されて光源部３０から略平行光が出射する。そして、透過型液晶表示パネルからなる光変調装置３６に入射し、フィールドシーケンシャルカラー方式によって透過型液晶表示パネルからカラー表示画像の投影光が出射する。そして、投影レンズ３７に入射して投影レンズ３７で拡大された明るく視認できるカラーの投影画像３９がスクリーン３８上に映し出される。
【００５２】
以上述べた構成での投影機構は小型であることから携帯電話機に搭載することが可能で、少ない消費電力で画像投影が行える。また、ＬＥＤ３１と集光レンズからなる集光素子３２と透過型液晶表示パネルからなる光変調装置３６と投影レンズ３７とでの数限られた部品点数で投影機構を構成できることからコスト的にも安くできる。
【００５３】
また、ＬＥＤ３１は小型であると共に消費電力が少なく、輝度が高いという特性以外に点消灯の応答時間が早いという特性を持つ。本実施形態においては、この応答時間の早い特性を利用してフィールドシーケンシャルカラー方式の投影機構を携帯電話機に出現させている。そして、明るく視認される多色のカラー投影画像を出現させている。
【００５４】
（第２実施形態）次に、本発明の第２実施形態に係る携帯電話機の投影機構について図４を用いて説明する。ここで、図４は本発明の第２実施形態に係る携帯電話機の投影機構を模式的に示した構成図を示している。
【００５５】
第２実施形態での光源部５０はＬＥＤ３１と集光素子５２と偏光変換素子５５とから構成している。ここでのＬＥＤ３１は前述の第１実施形態で用いたＬＥＤと同じ仕様のものを用いており、３種類の発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂを１つのパッケージに設けたものからなっている。そして、Ｒ→Ｇ→Ｂの順に順次点灯する。集光素子５２はＬＥＤ３１の光を略平行光に集光する集光レンズでもって構成しているが、この集光レンズとして、第２実施形態においては、フレネルレンズを用いている。シート状のフレネルレンズであり、レンズ形状は同心円のリング状に形成したものからなっている。そして、ＬＥＤ３１の発光強度の９６％以上の光を利用できる位置に配設している。
【００５６】
偏光変換素子５５は偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、以降、ＰＢＳと呼称する）５３と位相差板５４から構成している。図４において、集光素子５２と偏光変換素子５５は分かり易くするために離して描いてあるが、集光素子５２と偏光変換素子５５は接触する状態で配設しても構わないものである。また、ＬＥＤ３１から出射する光はＰ偏光成分（Ｐ波）、Ｓ偏光成分（Ｓ波）などの偏光成分を持った光が出射される。ここで、図４は分かり易く説明するために、Ｐ偏光成分の光をＰ１、Ｐ２（実線で２本描いてある）と表示し、Ｓ偏光成分の光をＳ１、Ｓ２（一点鎖線で２本描いてある）と表示して、位置を分けて表示してある。
【００５７】
フレネルレンズなる集光素子５２によって略平行光になったＰ偏光成分の光（Ｐ１、Ｐ２）とＳ偏光成分の光（Ｓ１、Ｓ２）はＰＢＳ５３に入射し、その内、Ｐ偏光成分の光（Ｐ１、Ｐ２）はＰＢＳ５３内の反射板を透過して位相差板５４に入射する。この位相差板５４は１／２波長板を使用しており、Ｐ偏光成分の光をＳ偏光成分の光に変換し、位相差板５４からはＳ偏光成分の光が出射する。一方、ＰＢＳ５３に入射したＳ偏光成分の光（Ｓ１、Ｓ２）はＰＢＳ５３内の反射板で反射されてクランク状の進光路を取ってＳ偏光成分のままでＰＢＳ５３から出射する。ＬＥＤ３１から出射したＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光は偏光変換素子５５によって全てＳ偏光成分の光となって、略平行光の状態で光変調装置５６に入射する。
【００５８】
ここで、ＰＢＳ５３内の反射板は４５°の角度で光が入射した時に所望の動作をするように最適化されている。即ち、ＰＢＳ５３の入射面に対して垂直な方向に入射する光が効果的に作用する。そして、この垂直な方向の光とはＬＥＤ３１の中心光軸と平行な平行光をなしている。一般的なＬＥＤの発光強度指向特性は、図２に示すように、ＬＥＤの光軸から１０°隔たりを持った領域範囲内において全体の２４％しか発光強度が分布していない。ＬＥＤ３１から出射する光が集光されずにそのままＰＢＳ５３に入射した場合、ＰＢＳ５３内部の反射板が最適に機能しないと共に、ＬＥＤ３１の光軸から大きな角度で出射する光はＰＢＳ５３内部で通常想定しない内部反射を行うことになり、ＰＢＳ５３で損失する光の量が多くなってしまう。本実施形態においては、ＬＥＤ３１とＰＢＳ５３との間に略平行光に集光するフレネルレンズなる集光素子５２を配設することで、集光素子５２からの平行光がＰＢＳ５３に入射するような構造を取っている。そして、集光素子５２からの平行光がＰＢＳ５３内の反射板に４５°の角度で入射するようにしている。
【００５９】
次に、光変調装置５６は前述の第１実施形態と同じ仕様の透過型液晶表示パネルで構成している。即ち、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリックス型の透過型液晶表示パネルを用いており、ＬＥＤ３１の発光素子Ｒ、Ｇ、ＢのＲ→Ｇ→Ｂの発光と同期して透過型液晶表示パネルの画素電極が駆動するフィールドシーケンシャルカラー方式の画像表示をなす透過型液晶表示パネルになっている。また、透過型液晶表示パネルに設けてある偏光板は偏光変換素子５５から出射されるＳ偏光成分の光が透過するようにＳ偏光成分の振動方向と同一方向になるようにして取付けてある。このような構成をなすことにより、ＬＥＤ３１から出射する殆どの光を透過型液晶表示パネルを透過させることができ、光の利用効率を２倍に高めることができる。
【００６０】
図４において、２点鎖線で示した線Ｑは光源部５０からの光の光軸を示しているが、光変調装置５６である透過型液晶表示パネルの受光面は光源部５０の光軸Ｑに対して略垂直になる位置に配置するのが好ましい。また、透過型液晶表示パネルの光源部５０からの距離は平行光を利用しているので特にその距離を制限するものではなく、携帯電話機の構造などに応じて配置位置を適宜に選択することが可能である。
【００６１】
また、投影レンズ５７はその光軸を光源部５０からの光軸Ｑと略同一線上に配設するのが好ましい。このようにすると、投影画像にゆがみなどが現れず、透過型液晶表示パネルの表示画像と同じ形状をなす拡大した投影画像が得られる。
【００６２】
以上述べたように、第２実施形態での光源部５０はＬＥＤ３１と集光素子５２と偏光変換素子５５とで構成し、ＬＥＤ３１、集光素子５２、偏光変換素子５５の順に並べることによってＬＥＤ３１から出射する殆どの光を透過型液晶表示パネルなる光変調装置５６に投影光として入射させることができる。そして、偏光変換素子５５を設けることで光の利用効率を２倍に高め、偏光変換素子を設けない場合と比較すると、映し出される投影画像の大きさが同じ大きさの下では、投影画像を更に一層明るくする効果を得る。
【００６３】
（第３実施形態）次に、本発明の第３実施形態に係る携帯電話機について図５〜図９を用いて説明する。図５は本発明の第３実施形態に係る携帯電話機の折り畳んだ状態での斜視図を示している。また、図６は図５における光変調装置と投影レンズの搭載位置を変動した状態での斜視図、図７は図６における携帯電話機を開脚したときの斜視図、図８は図５における携帯電話機で画像投影を行っている状態を模式図的に示した側面図、図９は図８におけるＤ部（光源部）を拡大して示した要部断面図を示している。
【００６４】
第３実施形態の携帯電話機７０は、図５と図６に示すように、ヒンジ７０Ｃを介して第１筐体７０Ａと第２筐体７０Ｂが開いたり閉じたりできる、いわゆる折り畳み可能な携帯電話機である。この携帯電話機７０の第１筐体７０Ａと第２筐体７０Ｂを開いた（開脚）時の状態は、図７に示すように、第１筐体７０Ａはメイン表示パネル７１を有していて、このメイン表示パネル７１が表側に現れてくる。このメイン表示パネル７１は各種の情報の表示が行われる。一方、第２筐体７０Ｂは操作パネル７２を有していて、この操作パネル７２が表側に現れる。この操作パネル７２では受信、発信操作や画像の表示切替操作、情報の入力操作などが行われる。また、図５、図６に示すように、第２筐体７０Ｂには、ヒンジ７０Ｃの近傍の所で、第２筐体７０Ｂの側面側にＬＥＤなどが設けられた光源部６０を搭載している。
【００６５】
次に、第１筐体７０Ａと第２筐体７０Ｂを折り畳んだ状態では、図５に示すように、第１筐体７０Ａ側には光変調装置６６と投影レンズ６７を搭載している。この光変調装置６６と投影レンズ６７が搭載された面側は第１筐体７０Ａのメイン表示パネル７１の面側と対向した反対側の面側に当たっている。ここで、光変調装置６６と投影レンズ６７は搭載位置が変動（回動）可能に搭載されている。
【００６６】
図６は光変調装置６６と投影レンズ６７の位置を変動（回動）した状態を示したものである。図６に示すように、光変調装置６６は矢印で示した如く外部に向かって立ち上がり、そして、所要の位置で支持固定できるようになっている。
【００６７】
また、投影レンズ６７においても同様で、矢印で示した如く外部に向かって立ち上がり、そして、所要の位置で支持できるようになっている。また、ここでの投影レンズ６７はレンズを保持ケースに収納したものからなっている。また、この投影レンズ６７は立ち上がった状態で後述する光源部の光軸に対して前後方向に、これは立ち上がった光変調装置６６の表示面に対して前後方向にもなるが、微小の範囲で移動できるようになっている。そして、この投影レンズ６７の前後の移動によって投影画像のピント調整が行えるようになっている。この移動調整は図示していない移動調整機構によって行われる。
【００６８】
光変調装置６６と投影レンズ６７の外部に向かっての立ち上げの操作、或いは、元の状態に戻す操作は図示していないスイッチの操作で行われる。
【００６９】
このように、光変調装置６６と投影レンズ６７は搭載位置を変動可能に動かすことができる。この光変調装置６６と投影レンズ６７は画像投影を行う時に搭載位置を動かして使用する。携帯電話機７０は光変調装置６６に表示された画像を第２筐体７０Ｂに設けた光源部６０の光でもって投影し、投影レンズ６７でもって画像を拡大して映し出す画像投影機能付きの携帯電話機になっている。画像の投影を行わない時は光変調装置６６と投影レンズ６７を元の位置に戻す。元の位置に戻すと図５に示すように平坦な表面になる。
【００７０】
ここで、光変調装置６６は透過型液晶表示パネルでもって構成している。そして、この透過型液晶表示パネルは、もともと携帯電話機に搭載されているサブ表示パネルを搭載位置変動可能の構造にして使用している。一般に、折り畳み式携帯電話機の多くはサブ表示パネルを搭載しており、電話やメールの着信時に相手側の電話番号や名前が表示されたり、着信ランプが点滅したりして、携帯電話機の機種に応じて様々なモードの表示がされている。第３実施形態においては、このサブ表示パネルを透過型液晶表示パネルで構成してメイン表示パネルと同じ表示画像が現れるようにし、画像投影用の透過型液晶表示パネルとして使用している。
【００７１】
また、この透過型液晶表示パネルは前述の第１実施形態で用いた透過型液晶表示パネルの仕様と同じ仕様、即ち、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリックス型の仕様をなしている。そして、後述するＬＥＤの発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂの発光と同期して画素電極が駆動するフィールドシーケンシャルカラー方式の画像表示をなす透過型液晶表示パネルになっている。
【００７２】
投影レンズ６７は凸レンズを保持ケースに収納固定したものから構成している。第３実施形態においては、凸レンズは直径約２０ｍｍ、厚み約５ｍｍのものを使用していて、透過型液晶表示パネルに表示画面対角約１５ｍｍのものを使用したときにはスクリーン上には映像画面が対角３５０ｍｍの大きさの投影画像が得られる。また、レンズの大きさが２０ｍｍ、厚みが５ｍｍのものであるならば第１筐体７０Ａ内に充分搭載することが可能となっている。
【００７３】
光源部６０は、図５、６及び図８に示すように、ヒンジ７０Ｃの近傍にあって第２筐体７０Ｂの側面部に搭載していて、光源部６０からの照射光が光変調装置６６である透過型液晶表示パネルに向かって出射する状態になって設けられている。また、光源部６０は、図９に示すように、ＬＥＤ用基板６３に実装したＬＥＤ６１とＬＥＤ６１の出射した光を略平行光に集光する集光素子６２を光源用筐体６４内に収納した構成をなしている。
【００７４】
ここでのＬＥＤ６１は、前述の第１実施形態で用いたＬＥＤと同じ仕様のものを用いている。即ち、ＬＥＤ６１はそれぞれ発光波長の異なる３種類の発光素子を１つのパッケージ内に配設したものからなっており、図示はしていないが、３種類の発光素子は赤色領域の発光波長を有する発光素子Ｒと緑色領域の発光波長を有する発光素子Ｇと青色領域の発光波長を有する発光素子Ｂとからなっている。また、発光素子Ｒ、Ｇ、ＢはＲ→Ｇ→Ｂの順で５ｍｓを下回るスピードで順次点灯し、繰り返し点灯するようになっている。そして、前述の第１実施形態での駆動仕様と同様に、発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂの点灯と同期して光変調装置６６である透過型液晶表示パネルの画素電極が駆動して画像表示がされるフィールドシーケンシャルカラー方式のカラー画像表示をなす仕様をなしている。
【００７５】
ＬＥＤ６１は３種類の発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂを１つのパッケージ内に納めたものからなる。近年において、ＬＥＤの発光素子は発光効率が改善されてきており、輝度の高い明るさが得られている。発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂを１つのパッケージ内に納めることにより、１個のＬＥＤで輝度の高い赤色発光、緑色発光、青色発光が得られる。赤色発光のＬＥＤと緑色発光のＬＥＤ、青色発光のＬＥＤの３個のＬＥＤを用いて光源部を構成したものと比べると、１個のＬＥＤで済むので著しく光源部を小型にできる。そして、携帯性に支障を及ぼすことなく携帯電話機に配設することが可能になる。また、ＬＥＤは点消灯の応答時間は短い特性を有する。この応答時間の短い特性を利用して透過型液晶表示パネルなる光変調装置６６の駆動と同期させてフィールドシーケンシャルカラー方式の画像表示を実現している。フィールドシーケンシャルカラー方式の画像表示は鮮明で明るい多色なるカラーの表示画像が得られる。
【００７６】
集光素子６２は、第３実施形態においては、ＬＥＤ６１から出射される光を略平行光に集光するフレネルレンズで構成している。このフレネルレンズは、図９に示すように、同心円なるサークル状にレンズが形成されてシート状の形状をなすもので、ＬＥＤ６１の光の発光強度を９６％以上集光する位置に配置している。フレネルレンズで略平行光にした光を光変調装置６６に向かって出射する。ＬＥＤ６１は１個のＬＥＤの中に３種類のＲ、Ｇ、Ｂなる発光素子を設けていて小型であること、シート状のフレネルレンズは厚みが薄いことなどから光源部６０を小型化できる。そして、光源部６０をヒンジ７０Ｃの近傍の所で、第２筐体７０Ｂの側面側に搭載できる。図９において、一点鎖線のＱは光源部６０から出射する光の光軸を示している。この光軸Ｑの延長上に光変調装置６６と投影レンズ６７が第１筐体７０Ａ側に設けられる。また、図８に示すように、第１筐体７０Ａと第２筐体７０Ｂを開脚すると第１筐体７０Ａは第２筐体７０Ｂから少し傾いた状態になる。ヒンジ７０Ｃの近傍の第２筐体７０Ｂの側面側に光源部６０を配設し、光源部６０の光を第１筐体７０Ａの裏面側（メイン表示パネルの面に対して反対側の面）に向かって出射させる構成にすると、この裏面側は、光変調装置６６と投影レンズ６７を折り畳んだ状態にあっては、凸状に突き出た部品が設けられていないので、この裏面側に光変調装置６６と投影レンズ６７を配設すると何の障害もなく画像投影を行うことができる。しかも、光源部６０の光軸Ｑ上に光変調装置６６と投影レンズ６７を配置することができる。光源部６０を配設する場所としてはヒンジ７０Ｃの近傍の第２筐体７０Ｂの側面側が好適な場所として、また、光変調装置６６と投影レンズ６７の配設する場所としては第１筐体７０Ａの裏面側（メイン表示パネルの面に対して反対側の面）が好適な場所として選択することができる。また、光変調装置６６の画像投影に平行光を用いているので、光変調装置６６の配設位置は特に制限されない。従って、もともと設けられているサブ表示パネルを透過型液晶表示パネルの仕様にして光変調装置として用いることが可能になる。
【００７７】
透過型液晶表示パネルからなる光変調装置６６の表示画像の投影は図８に示すようなやり方で行う。携帯電話機７０の第１筐体７０Ａと第２筐体７０Ｂを開き（開脚）、第２筐体７０Ｂの側面側で、ヒンジ７０Ｃの近傍の所に搭載した光源部６０から光源部６０のＬＥＤを点灯し、点灯した光を光源部６０内の集光素子で略平行光に変換して、光源部６０からの平行光を光変調装置６６に向けて照射する。光源部６０から照射された光、例えば、図８においてＰ１、Ｐ２の光は光変調装置６６を透過し、更に、投影レンズ６７を透過してスクリーン６８に到達する。そして、スクリーン６８上に光変調装置６６の画像の拡大した投影画像６９が映し出される。
【００７８】
ここで、図８において、光源部６０から照射される照射光、例えばＰ１、Ｐ２などの照射光は光源部６０の光軸Ｑ（図中、一点鎖線で示している）と平行な略平行光になって照射される。光変調装置６６入射光が平行光線であると光源部６０からの出射光に分散光が少なくなり、光の利用効率が高められて投影画像の明るさが増す。また、光変調装置６６からの画像出射光に分散が少なくなることから投影レンズ６７の径の大きさは小さくて済み、携帯電話機への収納スペースは狭いスペースで収納可能になる。
【００７９】
また、光変調装置６６の表示面は光源部６０の光軸Ｑと略垂直になる位置で支持固定される。また、投影レンズ６７の光軸は光源部６０の光軸Ｑと略同一線上となる位置で、ピント調整をした状態で支持固定される。この光変調装置６６の表示面が光源部６０の光軸Ｑと略垂直になる位置、及び投影レンズ６７の光軸が光源部３０の光軸Ｑと略同一線上となる位置は、前述したように、スイッチの操作によって光変調装置６６と投影レンズ６７を外部に向かって立ち上げしたときにその固定される位置が光変調装置６６の表示面が光源部６０の光軸Ｑと略垂直になる位置、投影レンズ６７の光軸を光源部６０の光軸Ｑと略同一線上となる位置になっている。ここで、光変調装置６６の表示面が光源部６０の光軸Ｑに対して略垂直な方向にあると、光変調装置６６からの画像出射光の変調のバラツキは小さく抑えられて投影画像の形状が光変調装置６６の画像形状と同じ形状が得られる。また、投影レンズ６７の光軸が光源部６０の光軸Ｑと略同一線上となる位置に固定することにより、投影画像にゆがみなどが発生せず、明るく、光変調装置６６の画像と同じ形状の拡大投影画像が得られる。また、光源部６０の出射光が平行光である効果と相まって明るさの明るい投影画像が得られる。
【００８０】
尚ここで、投影レンズ６７の光軸を光源部６０の光軸Ｑと同一線上となる位置に配設すると投影画像の中心は光源部６０の光軸Ｑの延長線上に映し出される。しかし、投影レンズ６７の搭載位置、投影画像の大きさ、及び投影レンズ６７から投影画像までの距離の関係によっては、第１筐体７０Ａによって投影光線が遮られる場合もあり得る。この場合、光変調装置６６の表示面中心に対する投影レンズ６７の光軸を、投影レンズ６７が所望の性能を発揮できる範囲内で、僅かに下方に位置をずらすことによって、第１筐体７０Ａによって投影光線が遮られない位置に画像を投影することができる。つまり、投影画像の中心は光源部６０の光軸Ｑの延長線上よりも下方に映し出される。本実施形態において、投影レンズ６７の光軸を光源部６０の光軸Ｑと略同一線上とする略同一線の位置は上記に述べた位置範囲を含めたものとして定義している。
【００８１】
尚ここで、第３実施形態においては、光源部６０をＬＥＤ６１とフレネルレンズなる集光素子６２を光源用筐体６４内に収納した構成をなしたが、前述の第２実施形態で用いた偏光変換素子を配設して、光源部６０をＬＥＤ６１と集光素子６２と偏光変換素子を光源用筐体内に収納した構成にすることも勿論可能である。偏光変換素子を設けると光の利用効率が更に高められ、投影画像を明るくする効果を生む。
【００８２】
偏光変換素子を用いた場合、ＬＥＤを発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類の発光素子で形成して、この３種類の発光素子を順次点灯して白色光とした場合の全光束は約５０ｌｍである。光変調装置６６に画面対角が約１５ｍｍの透過型液晶表示パネルを用い、投影レンズ６７は直径が約２０ｍｍ、厚みは約５ｍｍのものを用いることで、スクリーン６８上には映像画面が対角３５０ｍｍの大きさの投影画像を得ることができ、そして、投影画像の明るさは約１００ｌｘの照度が得ることができる。これは、昼間でも室内照明を消した状態で充分視認できる明るさの投影画像である。また、ＬＥＤで消費される電力は約０．９Ｗで、短時間ならば携帯電話機のバッテリーでも投影可能な消費電力である。
【００８３】
携帯電話機７０に以上の機構を設けることにより視認できる明るさの投影機能を持った携帯電話機が得られる。また、投影を行わないときには光変調装置６６と投影レンズ６７は折り畳んで使用する。また、光源部６０を大きさの小さいＬＥＤと厚みの薄いシート状のフレネルレンズで構成していることから光源部６０も小型にでき、第２筐体７０Ｂの側面側から飛び出す出量も僅かであるため、通常での電話使用時では取扱上何の障害も起きない。また、第１筐体７０Ａと第２筐体７０Ｂを折り畳んだ状態においては殆ど携帯性に影響を及ぼさない。
【００８４】
また、投影作業は、投影操作者にとってメイン表示パネル７１と操作パネル７２が見える状態で投影作業ができる。しかも、片手に携帯電話機７０を持ちながら投影作業を行うこともできる。また、操作パネル７２を容易に操作しながら投影作業を行うことができ、投影画像の切換えなども容易にできる。従って、第３実施形態の携帯電話機７０は投影操作者にとって投影作業がやり易い姿勢を取った投影機構をなしている。
【００８５】
尚、図５において、投影レンズ６７は露出する状態で描いてあるが、携帯中におけるレンズへのキズ付着防止、衝撃によるレンズの割れ防止目的で保護カバーなどを設けて投影レンズ６７の保護を行うと良い。投影作業を行うときには保護カバーを取り外して用いる。
【００８６】
また、第３実施形態においては、光源部６０をＬＥＤ６１とフレネルレンズなる集光素子６２を光源用筐体６４内に収納した構成をなしたが、集光素子６２はフレネルレンズに限るものではなく、許容できる大きさであるならば凸レンズ形状の集光レンズ、プリズムレンズなどでも使用可能である。
【００８７】
（第４実施形態）次に、本発明の第４実施形態に係る携帯電話機について図１０〜図１３を用いて説明する。尚、図１０は本発明の第４実施形態における携帯電話機の折り畳んだ状態での斜視図、図１１は図１０における光変調装置の搭載位置を変動し、投影レンズを搭載した状態の斜視図、図１２は図１１における投影レンズの斜視図、図１３は図１０における携帯電話機で画像投影を行っている状態を模式的に示した側面図を示している。
【００８８】
第４実施形態の携帯電話機９０は、前述の第３実施形態の携帯電話機と同様に、ヒンジ９０Ｃを介して第１筐体９０Ａと第２筐体９０Ｂが開閉できる折り畳み式の携帯電話機になっている。そして、図１０、図１１に示すように、第１筐体９０Ａには光変調装置８６が搭載位置変動可能に搭載されており、投影レンズ８７が着脱可能に搭載できるように搭載口９０ｄを設けている。この光変調装置８６と投影レンズ８７は第１筐体９０Ａのメイン表示パネルの面側と対向する反対側の面側に搭載される。また、ＬＥＤを内部に設けた光源部８０をヒンジ９０Ｃの近傍で第２筐体９０Ｂの側面側に搭載している。
【００８９】
図１０において、第１筐体９０Ａと第２筐体９０Ｂを折り畳んだときに光変調装置８６が見え、また、投影レンズ８７を着脱可能に搭載するための搭載口９０ｄが見える。この搭載口９０ｄは図１２に示す投影レンズ８７の突起部８７ｃが挿嵌できる形状をなしていて、投影レンズ８７の突起部８７ｃを搭載口９０ｄに挿嵌することで、投影レンズ８７が第１筐体９０Ａに搭載されて図１１に示す投影レンズ８７が支持される。
【００９０】
また、光変調装置８６は、前述の第３実施形態での光変調装置と同様に、透過型液晶表示パネルで構成している。また、この透過型液晶表示パネルの搭載構造は前述の第３実施形態での構造と同じ構造を取っており、図１１に示すように、矢印で示した如く外部に向かっての起立した状態に立ち上がる。この立ち上げの操作、及び、元の状態に戻す操作は図示していないスイッチの操作で行われる。第４実施形態においては、この透過型液晶表示パネルは、もともと携帯電話機に搭載されているサブ表示パネルを搭載位置変動可能の構造にして使用している。また、このサブ表示パネルにメイン表示パネルと同じ表示画像が現れるようにして透過型液晶表示パネルとして使用している。また、この透過型液晶表示パネルは、前述の第３実施形態の透過型液晶表示パネルと同様に、ＬＥＤの発光タイミングと同期してのフィールドシーケンシャルカラー方式の表示パネル仕様をなしている。
【００９１】
投影レンズ８７は、図１２に示すように、保持ケース８７ｂ内に複数個のレンズ８７ａが配設されており、また、保持ケース８７ｂには突起部８７ｃが設けられている。そして、この突起部８７ｃが前述した第１筐体９０Ａの搭載口９０ｄに挿嵌できるようになっている。尚、図示はしていないが、保持ケース８７ｂ内で複数個のレンズ８７ａの一部または全ては微小の範囲で前後に移動できるようになっている。この保持ケース８７ｂ内のレンズ８７ａの移動によって、投影画像の大きさやピントの調整が行えるようになっている。この移動調整は図示していない投影レンズ８７に設けた微動調整機構によって行われる。
【００９２】
投影レンズ８７で複数のレンズを用いているのは投影画像の投影の精度や画像品質の良い大型の画像を得るためで、複数個用いるとレンズ全体の厚みは厚くなり、携帯電話機９０の第１筐体９０Ａ内に搭載するのが難しくなる。投影レンズ８７を別体で形成し、第１筐体９０Ａと着脱可能に搭載することで、画像投影の精度や画像品質の良い大型の投影画像を得ている。大型にして明るく鮮明な投影画像が得られる。
【００９３】
第１筐体９０Ａと第２筐体９０Ｂを開くと第１筐体９０Ａ側にメイン表示パネル９１が表側に現れる。また、第２筐体９０Ｂ側にも操作パネル９２が表側に現れる。このメイン表示パネル９１、及び操作パネル９２は前述の第３実施形態で用いた仕様のものと同じ仕様をなしている。また、第２筐体９０Ｂにはヒンジ９０Ｃの近傍にあって、第２筐体９０Ｂの側面側に光源部８０を搭載している。この光源部８０は透過型液晶表示パネルの表示画像を投影するために配設しているもので、第４実施形態での光源部８０は前述の第３実施形態での光源部と同じ構成の光源部を搭載している。即ち、発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂを１つのパッケージ内に配設したＬＥＤとフレネルレンズからなる集光素子を光源用筐体の内部に収納した光源部をなしている。そして、ＬＥＤから出射した光を集光素子でもって略平行光にして光変調装置８６に向けて照射している。ＬＥＤの発光素子Ｒ、Ｇ、Ｂの発光タイミングと光変調装置８６である透過型液晶表示パネルの画像表示のタイミングを同期させたフィールドシーケンシャルカラー方式での多色カラーの画像表示を行っている。
【００９４】
画像投影を行うときは図１３に示す状態にして行う。即ち、第１筐体９０Ａと第２筐体９０Ｂを開いた状態で行う。光源部８０の光軸をＱ（図中、一点鎖線で示している）とすると、光源部８０の光軸Ｑに対して透過型液晶表示パネルからなる光変調装置８６の表示面が略垂直になる位置に固定し、投影レンズ８７の光軸は光源部８０の光軸Ｑと略同一線上となる位置で固定する。また、投影レンズ８７に設けた微動調整機構を操作して投影レンズ８７内のレンズ８７ａを光源部８０の光軸Ｑに沿って前後に移動させて、スクリーン６８上に映し出される投影画像の大きさの調整や投影画像が鮮明になるようにピントの調整を行う。
【００９５】
光源部８０から照射された平行光は光変調装置８６を透過して光変調装置８６から画像光線が出射し、その画像光線が投影レンズ８７によって画像の拡大が行われてスクリーン６８上に鮮明に視認できる明るさの拡大画像８９が映し出される。
【００９６】
第４実施形態での投影機構は、前述の第３実施形態での投影機構と対比すると、投影レンズを着脱容易な構造にして、投影レンズを大きなレンズ、或いは、複数個のレンズを用いて鮮明で明るく拡大投影画像を得るようにした点に特徴を持つ。投影レンズ以外の構成部品は前述の第３実施形態での構成部品と同じ仕様のものを用いているので、前述の第３実施形態で説明した効果と同じ効果が得られる。
【００９７】
投影作業を行わない時は投影レンズ８７を取外し、光変調装置８６折り畳んでおけば通常の携帯電話機として使用できる。また、第１筐体９０Ａと第２筐体９０Ｂを折り畳んだ状態での携帯性は殆ど支障が生じない。
【００９８】
尚、第４実施形態においては、投影レンズ８７に設けた突起部８７ｃを第１筐体９０Ａの搭載口９０ｄに挿嵌して固定する構造を取ったが、固定構造はこの構造に限るものではなく他の公知の固定構造を取っても構わない。例えば、Ｌ字型のフック構造などを用いることもできる。
【００９９】
また、第４実施形態においては、光源部８０は前述の第３実施形態での光源部と同じ構成をなす光源部の仕様としたが、前述の第２実施形態で用いた構成、即ち、ＬＥＤと集光素子と偏光変換素子を光源用筐体内に収納した構成の光源部の仕様を取っても良い。
【０１００】
また、投影作業を行わない時は、第１筐体９０Ａの搭載口９０ｄはゴミなどが入らないようにするために栓などの塞ぎカバーを取付けて用いるようにする。投影作業を行うときは塞ぎカバーを取り外して使用すれば良い。
【０１０１】
（第５実施形態）次に、本発明の第５実施形態に係る携帯電話機について図１４、図１５を用いて説明する。尚、図１４は本発明の第５実施形態に係る携帯電話機を用いた投影機構を説明する側面図で携帯電話機用充電器は分かり易くするために断面図で示している。また、図１５は図１４における携帯電話機用充電器の斜視図を示している。
【０１０２】
第５実施形態の携帯電話機は前述の第４実施形態で構成した携帯電話機９０を用いている。そして、４実施形態で構成した携帯電話機９０に携帯電話機用充電器を取付けて画像投影を行う。図１４は携帯電話機用充電器１００を携帯電話機９０に取付けた時の状態を示したものである。図１４に示すように、第１筐体９０Ａと第２筐体９０Ｂとがヒンジを介して折り畳み可能な携帯電話機９０の第２筐体９０Ｂに携帯電話機用充電器１００が着脱容易に取付けられる。図示はしていないが、第２筐体９０Ｂ側にある電力供給接続部に接続して携帯電話機用充電器１００から携帯電話機９０に電力が供給される。
【０１０３】
この携帯電話機用充電器１００は長時間に渡る画像投影を行う場合に用いる。長時間に渡る画像投影を行う場合には光源部８０のＬＥＤに長時間に渡って電力を供給する必要があるので、この携帯電話機用充電器１００から継続的に電力を供給して長時間に渡る投影ができるようにしたものである。また、画像の投影面積を大きくすると面積に反比例して画像の照度が低下するが、携帯電話機用充電器１００からＬＥＤに電力を供給することによって大面積でも明るい投影画像が得られるようにしたものである。
【０１０４】
携帯電話機用充電器１００の形状は、図１５に示すように、凹部１００ｂと凹部１００ｃを設けた構造をなし、凹部１００ｂには携帯電話機９０の第２筐体９０Ｂが収納されて第２筐体９０Ｂが固定される。また、凹部１００ｃには光変調装置８６、投影レンズ８７などが納まるようになっている。また、この凹部１００ｃの深さや幅は投影光をさえぎらないような寸法に設定している。尚、図示はしていないが、この携帯電話機用充電器１００には携帯電話機９０の第２筐体９０Ｂ側にある電力供給接続部に接続する接続端子部を有しており、接続端子部が第２筐体９０Ｂの電力供給接続部に接続して電力が携帯電話機９０側に供給されるようになっている。また、携帯電話機用充電器１００と第２筐体９０Ｂとの着脱容易な固定方法は公知の方法を用いれば良く、例えば、スプリングによる保持機構を備えた開閉着脱方法などは簡単な方法として挙げることができる。
【０１０５】
以上述べた携帯電話機用充電器１００を用いることにより、長時間の画像投影を行うことができ、また、明るくて鮮明な大型画像を映し出すことができる。また、携帯電話機用充電器１００を第２筐体９０Ｂの下側に取付ける構造を取っているので投影作業での操作性に何ら影響を及ぼさない。また、前述の第４実施形態で得られた効果と同じ効果が得られることは云うまでもない。
【０１０６】
また、近年においては、携帯電話機にパソコン用ソフトウエアが表示できるようになってきている。携帯電話機用充電器からＬＥＤへ電力を供給し、大面積の画像投影用の外付け投影レンズを使用することにより、小型のデータプロジェクターとして使用することができる。また、近年では、携帯電話機でもテレビ放送が受信できるようになってきている。携帯電話機用充電器からＬＥＤへ電力を供給し、大面積の画像投影用の外付け投影レンズを使用することにより、小型のホームプロジェクターとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１実施形態に係る携帯電話機の画像投影機構を模式的に示した構成図である。
【図２】ＬＥＤの一般的な発光強度指向特性を示した特性図である。
【図３】図１に示す光変調装置である透過型液晶表示パネルの要部断面図を示している。
【図４】本発明の第２実施形態に係る携帯電話機の投影機構を模式的に示した構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る携帯電話機の折り畳んだ状態での斜視図である。
【図６】図５における光変調装置と投影レンズの搭載位置を変動した状態での斜視図である。
【図７】図６における携帯電話機を開脚したときの斜視図である。
【図８】図５における携帯電話機で画像投影を行っている状態を模式図的に示した側面図である。
【図９】図８におけるＤ部（光源部）を拡大して示した要部断面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における携帯電話機の折り畳んだ状態での斜視図である。
【図１１】図１０における光変調装置の搭載位置を変動し、投影レンズを搭載した状態の斜視図である。
【図１２】図１１における投影レンズの斜視図である。
【図１３】図１０における携帯電話機で画像投影を行っている状態を模式的に示した側面図である。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る携帯電話機を用いた投影機構を説明する側面図である。
【図１５】図１４における携帯電話機用充電器の斜視図である。
【図１６】上記特許文献１に示された携帯電話機を投影機として使用する場合の側面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
３０、５０、６０、８０      光源部
３１、６１      ＬＥＤ
３２、５２、６２      集光素子
３６、５６、６６、８６      光変調装置
３７、５７、６７、８７      投影レンズ
３８、６８      スクリーン
３９、６９、８９      投影画像
４１Ａ      上基板
４１Ｂ      下基板
４２ａ、４２ｂ      透明基板
４３ａ      対向電極
４３ｂ      画素電極
４４ａ、４４ｂ      配向膜
４５ａ、４５ｂ      偏光板
４６      液晶
４７      封止材
５３      偏光ビームスプリッター
５４      位相差板
５５      偏光変換素子
７０、９０      携帯電話機
７０Ａ、９０Ａ      第１筐体
７０Ｂ、９０Ｂ      第２筐体
７０Ｃ、９０Ｃ      ヒンジ
７１、９１      メイン表示パネル
７２、９２      操作パネル
６３      ＬＥＤ用回路基板
６４      光源用筐体
８７ａ      レンズ
８７ｂ      保持ケース
８７ｃ      突起部
９０ｄ      搭載口
１００      携帯電話機用充電器
１００ｂ、１００ｃ      凹部
【図１】
0004535508.tif 000002
【図２】
0004535508.tif 000003
【図３】
0004535508.tif 000004
【図４】
0004535508.tif 000005
【図５】
0004535508.tif 000006
【図６】
0004535508.tif 000007
【図７】
0004535508.tif 000008
【図８】
0004535508.tif 000009
【図９】
0004535508.tif 000010
【図１０】
0004535508.tif 000011
【図１１】
0004535508.tif 000012
【図１２】
0004535508.tif 000013
【図１３】
0004535508.tif 000014
【図１４】
0004535508.tif 000015
【図１５】
0004535508.tif 000016
【図１６】
0004535508.tif 000017